¿Qué son las histonas?

Las histonas son estructuras en células eucariotas y algunos microorganismos unicelulares del filo Euryarchaeota que sirven como carretes alrededor de los cuales el ácido desoxirribonucleico (ADN) de la célula se envuelve muy de cerca. Sin la conservación del espacio que permiten las histonas, las células no podrían contener su propio ADN. Las histonas también juegan un papel importante en la expresión génica al permitir u obstaculizar el acceso de las moléculas activas de transcripción a los genes del ADN. Una tercera tarea es mantener la integridad estructural del ADN y del cromosoma mucho más grande.

Las sustancias que comprenden las histonas son proteínas que difieren poco de una especie a otra. Las proteínas más comunes se llaman H1 / H5, H2A, H2B, H3 y H4. El ADN está unido estrechamente a las histonas por la atracción entre los grupos laterales de las proteínas histonas y el ADN. Esta fuerza atractiva se modifica mediante la adición de grupos acetilo o metilo a unos pocos aminoácidos de lisina o arginina cerca del final de las proteínas H3 y H4. El endurecimiento o el aflojamiento de la cadena de ADN hace que los genes sean accesibles o inaccesibles, lo que se conoce como activar o desactivar el gen.

En la mayoría de las células, independientemente de la fuente, ocho proteínas de histona, que consisten en dos de H2A, H2B, H3 y H4, forman una estructura de octeto. Aproximadamente 146 pares de bases de ADN se envuelven alrededor de la estructura del octeto casi dos veces para formar un "nucleosoma". Un bucle corto de ADN, estabilizado por la proteína H1 o su análogo H5, conduce al siguiente nucleosoma, formando una estructura que a menudo se caracteriza como "cuentas en una cuerda". Los nucleosomas y sus secciones de ADN de enlace forman espirales apretadas, con seis nucleosomas por turno, para producir las llamadas fibras de cromatina. Las fibras se unen para formar un cromosoma.

Las proteínas histonas H2A, H2B, H3 y H4 tienen un peso molecular relativamente bajo, y consisten en 120 a 135 aminoácidos por molécula de proteína. Las histonas H1 / H5 son mucho más largas y dan un marco estructural a los nucleosomas, como una barra de acero que une una serie de discos. En las células humanas, si todo el ADN se desenrollara y se colocara de extremo a extremo, la hebra tendría aproximadamente 70 pulgadas de largo (1,8 m) pero solo aproximadamente 0,0000007 pulgadas de espesor (180 nanómetros). Al enrollar y retroceder las subestructuras, los 23 pares de cromosomas funcionan en un núcleo que tiene menos de 0,0004 pulgadas (10 micrómetros) de diámetro. Las histonas hacen posible este plegamiento controlando el entorno molecular.

Inicialmente, se pensaba que las histonas tenían solo los tipos mencionados anteriormente. La investigación, sin embargo, ha apuntado a mucha más diversidad de la que se aceptaba anteriormente. Las moléculas básicas siguen siendo relativamente iguales, incluso entre organismos tan divergentes como la levadura y los mamíferos. Este rasgo se llama conservación evolutiva. Indica que incluso ligeras variaciones en estas moléculas dan como resultado células que no pueden prosperar o que se reproducirán y causarán daños y penalizaciones evolutivas al organismo.